JP2009272679A - Parallel combined amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、移動体通信用増幅器、衛星通信用増幅器、レーダ用増幅器、及び地上マイクロ波通信用増幅器に適用される、複数の増幅器を並列合成した高出力の増幅器に関するものである。 The present invention relates to a high-output amplifier that is applied to mobile communication amplifiers, satellite communication amplifiers, radar amplifiers, and terrestrial microwave communication amplifiers, and is composed of a plurality of amplifiers combined in parallel.
近年、移動体通信に代表される無線通信技術の需要が拡大し、音声通信に加えてより高速なデータ通信が要求されてきている。このような高速データ通信を実現するにあたり、ＯＦＤＭ（直交周波数多重変調方式：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が無線ＬＡＮ（Local Area Network）や放送などの分野で採用されている。 In recent years, the demand for wireless communication technology represented by mobile communication has increased, and higher speed data communication has been required in addition to voice communication. In order to realize such high-speed data communication, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) is employed in fields such as wireless LAN (Local Area Network) and broadcasting.
ＯＦＤＭによる変調波は、クレストファクタ（波形のピーク値と実効値の比）が大きいという欠点がある。このため、ＯＦＤＭによるマイクロ波信号を増幅する場合、増幅器の実動作時における平均電力と飽和電力との差として与えられるバックオフを十分大きな状態で動作させないと、波形のピーク値がなまり、信号歪みが発生する。また、信号歪みを防ぐためにバックオフを十分大きな状態で動作させると、一般的に増幅器の効率が大きく低下する。 The modulated wave by OFDM has a drawback that the crest factor (ratio between the peak value and the effective value of the waveform) is large. For this reason, when amplifying a microwave signal by OFDM, if the backoff given as the difference between the average power and the saturation power during the actual operation of the amplifier is not operated in a sufficiently large state, the peak value of the waveform will be reduced and signal distortion will occur. Will occur. Also, if the back-off is operated in a sufficiently large state to prevent signal distortion, the efficiency of the amplifier is generally greatly reduced.
上述のような不具合を回避してマイクロ波信号を増幅する技術として、例えば特許文献１に記載されるようなドハティ型増幅器が広く知られている。このドハティ型増幅器は、理論上バックオフが６ｄＢである場合と飽和時（バックオフ０ｄＢ）に最大効率が得られる。 As a technique for amplifying a microwave signal while avoiding the above-described problems, for example, a Doherty amplifier as described in Patent Document 1 is widely known. This Doherty amplifier theoretically has maximum efficiency when the back-off is 6 dB and when saturated (back-off 0 dB).
また、特許文献２には、電力増幅器の放熱実装構造が開示されている。この構造は、Ｈ形の放熱器の外周にパワートランジスタを配置したものであり、パワートランジスタ以外の電子部品がパワートランジスタで発生した熱の影響を受けないようにしたことを特徴としている。 Patent Document 2 discloses a heat dissipation mounting structure for a power amplifier. This structure is characterized in that a power transistor is arranged on the outer periphery of an H-shaped radiator, and electronic parts other than the power transistor are not affected by the heat generated in the power transistor.
さらに、特許文献３に記載された電子モジュールの放熱構造では、増幅器筐体と放熱器との接合部の機械的な接触圧と接触面積を増やすことで、放熱効率の向上を図っている。
Furthermore, in the heat dissipation structure of the electronic module described in
従来の並列合成増幅器は、並列合成された増幅器のうち発熱量の大きい増幅器から発生した熱により増幅器全体の電気特性が変化する可能性があるという課題があった。以下、この課題を具体的に説明する。 The conventional parallel synthesis amplifier has a problem that the electrical characteristics of the entire amplifier may change due to heat generated from an amplifier having a large calorific value among the amplifiers synthesized in parallel. Hereinafter, this problem will be specifically described.
図１０は、従来の並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図１０に示す従来の並列合成増幅器１００では、キャリア増幅器１０１ａとピーク増幅器１０１ｂが、合分配器１０２ａ，１０２ｂを介して並列に接続されており、これらが１枚の基板１０３上に配置されている。また、基板１０３の裏側全面には１枚の放熱板１０４が設けられる。並列接続された増幅器１０１ａ，１０１ｂのうち、キャリア増幅器１０１ａは、ピーク増幅器１０１ｂよりも発熱量が大きい。
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a conventional parallel synthesis amplifier. In the conventional
並列合成増幅器１００を動作させると、キャリア増幅器１０１ａで発生した熱が、放熱板１０４を介して、発熱量の小さいピーク増幅器１０１ｂに伝わる。これにより、ピーク増幅器１０１ｂの電気特性が変化する。このような並列合成された個々の増幅器の電気特性の変化は、特に特許文献１のようなドハティ型増幅器において増幅器全体の電気特性に大きく影響を与える。
When the
図１１は、従来のドハティ型増幅器における効率特性とキャリア増幅器及びピーク増幅器の消費電力特性の一例を示すグラフであり、ドハティ型増幅器の効率がバックオフ８ｄＢで高くなるように調整した場合を示している。図１１に示すように、キャリア増幅器の消費電力がピーク増幅器より大幅に大きくなっており、キャリア増幅器の発熱量がピーク増幅器と比べて非常に大きいことがわかる。 FIG. 11 is a graph showing an example of efficiency characteristics in the conventional Doherty amplifier and power consumption characteristics of the carrier amplifier and the peak amplifier, and shows a case where the efficiency of the Doherty amplifier is adjusted to be high at a backoff of 8 dB. Yes. As shown in FIG. 11, it can be seen that the power consumption of the carrier amplifier is significantly larger than that of the peak amplifier, and the calorific value of the carrier amplifier is much larger than that of the peak amplifier.
一般に、増幅器の発熱量が大きくなった際の放熱板の温度上昇を抑えるには、放熱板のサイズも大きくする必要がある。また、放熱板の放熱効率を示す指標として、下記式で表される熱抵抗がある。下記式において、温度差は増幅器の温度と外気の温度の差であり、熱は増幅器で発生する熱量を示している。
熱抵抗＝温度差／熱（電力）
Generally, in order to suppress the temperature rise of the heat sink when the amount of heat generated by the amplifier increases, it is necessary to increase the size of the heat sink. Moreover, there exists thermal resistance represented by a following formula as a parameter | index which shows the thermal radiation efficiency of a heat sink. In the following equation, the temperature difference is the difference between the temperature of the amplifier and the temperature of the outside air, and the heat indicates the amount of heat generated by the amplifier.
Thermal resistance = temperature difference / heat (electric power)
また、上述した熱抵抗は、放熱板の表面積に大きく依存する。従って、図１１に示す消費電力特性を有するキャリア増幅器とピーク増幅器を用いて、図１０中の並列合成増幅器１００を構成した場合、発熱量の大きいキャリア増幅器１０１ａに合わせて放熱板１０４を形成すると発熱量の小さいピーク増幅器１０１ｂにとっては過剰放熱になり、放熱板１０４が必要以上に大きくなる。
Moreover, the above-described thermal resistance greatly depends on the surface area of the heat sink. Therefore, when the
さらに、放熱は放熱源を中心に温度が減少していくため、発熱量の大きい増幅器の近くに発熱量の小さい増幅器が存在すると、熱の影響を受けやすく電気特性に大きな影響を与える。 Further, since the temperature of heat radiation decreases around the heat radiation source, if an amplifier with a small amount of heat generation is present near an amplifier with a large amount of heat generation, it is easily affected by heat and greatly affects the electrical characteristics.
このように、並列合成増幅器には、並列合成された増幅器間の発熱量の違いに起因する特有の課題があり、特許文献２，３に記載されるような放熱構造をそのまま適用することができない。
As described above, the parallel synthesis amplifier has a specific problem due to the difference in the amount of heat generated between the amplifiers synthesized in parallel, and the heat dissipation structure as described in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、並列合成された増幅器の発熱による電気特性の変化を防止できる並列合成増幅器を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a parallel synthesis amplifier that can prevent a change in electrical characteristics due to heat generation of the amplifiers synthesized in parallel.
この発明に係る並列合成増幅器は、発熱量の異なる増幅器を複数個並列に合成した並列合成増幅器において、前記増幅器を搭載した基板および前記基板の増幅器搭載面の裏面に設けた放熱板を、前記増幅器ごとに分離したことを特徴とするものである。 The parallel composite amplifier according to the present invention is a parallel composite amplifier in which a plurality of amplifiers having different calorific values are combined in parallel, and a substrate on which the amplifier is mounted and a heat sink provided on the back surface of the amplifier mounting surface of the substrate are connected to the amplifier. Each is separated.
この発明によれば、並列合成された増幅器を搭載した基板及び放熱板を増幅器ごとに分離したので、発熱量の大きい増幅器から発熱量の小さい増幅器への熱伝達を抑制することができ、並列合成された増幅器の発熱による電気特性の変化を防止できるという効果がある。 According to the present invention, since the substrate and the radiator plate on which the amplifiers combined in parallel are mounted are separated for each amplifier, heat transfer from the amplifier having a large amount of heat generation to the amplifier having a small amount of heat generation can be suppressed. This has the effect of preventing changes in electrical characteristics due to heat generated by the amplifier.
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図１において、実施の形態１による並列合成増幅器１は、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂが、合分配器７ａ，７ｂを介して並列に接続されており、これらが基板３，４，８，９上にそれぞれ配置されている。つまり、キャリア増幅器２ａは、基板３上に配置され、ピーク増幅器２ｂが基板４上に配置され、合分配器７ａが基板８上に配置され、合分配器７ｂが基板９上に配置されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a parallel synthesis amplifier according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a parallel synthesis amplifier 1 according to the first embodiment includes a
また、基板３，４，８，９は、図１に示すようにそれぞれ間隔を空けて配置され、基板３，４，８，９には、同一の厚さの放熱板５，６，１０，１１がそれぞれ設けられる。並列に接続された増幅器２ａ，２ｂのうち、キャリア増幅器２ａは、ピーク増幅器２ｂよりも発熱量が大きい。
Further, the
基板８上に設けた入力端子を介して入力された高周波信号は、合分配器７ａで増幅器２ａ，２ｂに分配され、増幅器２ａ，２ｂで電力増幅された後に合分配器７ｂで合成され、基板９上に設けた出力端子を介し高周波出力信号として出力される。
The high frequency signal input via the input terminal provided on the
上述した動作においてキャリア増幅器２ａで発生した熱は、キャリア増幅器２ａの放熱板５に伝達されて放熱される。このとき、キャリア増幅器２ａの放熱板５とピーク増幅器２ｂの放熱板６は、図１に示すように間隔を空けて配置することにより分離されているので、ピーク増幅器２ｂがキャリア増幅器２ａからの熱の影響を受けにくい。
The heat generated in the
また、ピーク増幅器２ｂで発生した熱は、ピーク増幅器２ｂの放熱板６に伝達されて放熱される。この場合も、ピーク増幅器２ｂの放熱板６とキャリア増幅器２ａの放熱板５が間隔を空けて配置することにより分離されているので、キャリア増幅器２ａがピーク増幅器２ｂからの熱の影響を受けにくい。
The heat generated by the
このように、図１に示す並列合成増幅器１では、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂの放熱板５，６を物理的に分離しているので、増幅器２ａ，２ｂについて熱的なアイソレーションをとることができる。これにより、増幅器２ａ，２ｂが互いに発生した熱の影響を受けない構造となり、一方の増幅器で発生した熱の影響で他方の増幅器の電気特性が変化するのを防止できる。
As described above, in the parallel composite amplifier 1 shown in FIG. 1, since the
さらに、図１に示す並列合成増幅器１は、分離して配置された別個の基板上に個々の増幅器が実装されているので、図１０で示した１枚の基板の裏側全面に放射板を設けたドハティ型増幅器と比べ、個々の増幅器間の距離が不可避的に離れる。このため、増幅器同士のＲＦ的なアイソレーションも大きくなる。 Further, since the parallel composite amplifier 1 shown in FIG. 1 has individual amplifiers mounted on separate substrates arranged separately, a radiation plate is provided on the entire back side of one substrate shown in FIG. Compared with Doherty amplifiers, the distance between the individual amplifiers is inevitably increased. For this reason, RF isolation between amplifiers also increases.
図２は、実施の形態１による並列合成増幅器の他の構成を示す斜視図であり、放熱板を分離しない構成を示している。図２において、並列合成増幅器１Ａは、図１で示した並列合成増幅器１と同様に、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂが、合分配器７ａ，７ｂを介して並列に接続されており、これらが基板３，４，８，９上にそれぞれ配置されている。
FIG. 2 is a perspective view showing another configuration of the parallel synthesis amplifier according to the first embodiment, and shows a configuration in which the heat sink is not separated. In FIG. 2, in the
図１と異なる構成として、基板３，４，８，９が、図２に示すように間隔を空けずに配置され、基板３，４，８，９には１枚の放熱板１２が設けられる。この放熱板１２には、キャビティ（孔部）１３が形成されており、キャビティ１３はキャリア増幅器２ａを配置した基板３とピーク増幅器２ｂを配置した基板４との間に位置する。
As a configuration different from FIG. 1, the
これにより、キャビティ１３でキャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂの基板３，４が物理的に分離され、増幅器２ａ，２ｂについて熱的なアイソレーションをとることができる。ただし、図２の構成は１枚の放熱板１２であり、合分配器７ａ，７ｂを通して放熱板１２が繋がっているため、図１の構成と比べて熱的なアイソレーションは小さいが、基板３，４，８，９を離して配置する必要がないので、より小型化することができる。
As a result, the
図３は、実施の形態１による並列合成増幅器の他の構成を示す斜視図であり、図１中のキャリア増幅器２ａに対応する放熱板の表面積を大きくした場合を示している。図３において、並列合成増幅器１Ｂは、図１で示した並列合成増幅器１と同様に、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂが、合分配器７ａ，７ｂを介して並列に接続されており、これらが基板３，４，８，９上にそれぞれ配置されている。
FIG. 3 is a perspective view showing another configuration of the parallel synthesis amplifier according to the first embodiment, and shows a case where the surface area of the heat sink corresponding to the
図１と異なる構成として、発熱量の大きいキャリア増幅器２ａを配置した基板３に取り付ける放熱板５ａの表面積を大きくしている。つまり、並列に合成された増幅器２ａ，２ｂの発熱量に応じて、増幅器２ａ，２ｂを搭載する基板３，４に設ける放熱板５ａ，６の表面積を変更している。図３の例では、放熱板５ａの厚さを他の放熱板６，１０，１１よりも厚くして表面積を増加させることにより、放熱板５ａの熱抵抗を下げ、キャリア増幅器２ａで発生した熱の放熱効果を高めている。
As a configuration different from that shown in FIG. 1, the surface area of the
このようにすることで、図１の構成と比べて、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂとの熱的なアイソレーションをさらに大きくすることができる。なお、放熱板の表面積をどの程度増加させるかについては、並列合成増幅器として許容すべき寸法や熱抵抗に基づく放熱効果の概算等により適宜決定するようにしてもよい。
By doing in this way, compared with the structure of FIG. 1, the thermal isolation of the
図４は、実施の形態１による並列合成増幅器の他の構成を示す斜視図である。図４において、並列合成増幅器１Ｃは、図１中の並列合成増幅器１に放熱フィン１４を取り付けている。このように、放熱効果を高めるために櫛形状の突起が形成された放熱フィン１４を取り付けることで、放熱性が高まり、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂとの熱的なアイソレーションをさらに大きくすることができる。
FIG. 4 is a perspective view showing another configuration of the parallel synthesis amplifier according to the first embodiment. In FIG. 4, the parallel composite amplifier 1 </ b> C has the
なお、図４の例は、図１で示した並列合成増幅器１に放熱フィン１４を取り付けたが、図２、図３で示した並列合成増幅器１Ａ，１Ｂに放熱フィン１４を取り付けても、同様な効果を得ることができる。
In the example of FIG. 4, the radiating
以上のように、この実施の形態１によれば、並列合成された増幅器２ａ，２ｂを搭載した基板３，４及び放熱板５，６を増幅器ごとに分離したので、発熱量の大きいキャリア増幅器２ａから発熱量の小さいピーク増幅器２ｂへの熱伝達を抑制することができ、並列合成された増幅器２ａ，２ｂの発熱による電気特性の変化を防止することができる。
As described above, according to the first embodiment, since the
また、この実施の形態１によれば、並列に合成された増幅器２ａ，２ｂの発熱量に応じて、増幅器２ａ，２ｂを搭載する基板３，４に設ける放熱板５ａ，６の表面積を変更したので、発熱量の大きいキャリア増幅器２ａで発生した熱の放熱効果を高めることが可能である。
Further, according to the first embodiment, the surface areas of the
さらに、この実施の形態１によれば、増幅器２ａ，２ｂを搭載した基板３，４の裏面に設けた放熱板１２に、発熱量の異なる増幅器２ａ，２ｂ間を分離するためのキャビティ１３を設けたので、キャビティ１３によってキャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂの基板３，４が物理的に分離され、増幅器２ａ，２ｂについて熱的なアイソレーションをとることができる。
Further, according to the first embodiment, the
なお、上記実施の形態１では、図１において基板と放熱板の双方を分離する例を示したが、１枚の基板で放熱板のみを増幅器等ごとに分離する構成にしてもよい。さらに、この構成において、図２のように基板上の増幅器２ａ，２ｂ間に孔部を設けた構成としても構わない。
In the first embodiment, the example in which both the substrate and the heat radiating plate are separated is shown in FIG. 1. However, only the heat radiating plate may be separated for each amplifier or the like by one substrate. Furthermore, in this configuration, a hole may be provided between the
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図５において、筐体１５の壁面を透明に記載して筐体１５内の構成を視認できるようにしている。実施の形態２による並列合成増幅器１Ｄは、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂが合分配器７ａ，７ｂを介して並列に接続されている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of a parallel synthesis amplifier according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 5, the wall surface of the
キャリア増幅器２ａ及び合分配器７ａが基板１２ａ上に配置され、基板１２ａを被覆する筐体１５（パッケージも含むものとする）の側面（内側面）にピーク増幅器２ｂ及び合分配器７ｂが配置されている。基板１２ａには、放熱フィン１４が設けられる。また、上記実施の形態１と同様に、並列に接続された増幅器２ａ，２ｂのうち、キャリア増幅器２ａは、ピーク増幅器２ｂよりも発熱量が大きい。
The
基板１２ａ上に設けた入力端子を介して入力された高周波信号は、合分配器７ａで増幅器２ａ，２ｂに分配され、増幅器２ａ，２ｂで電力増幅された後に合分配器７ｂで合成され、基板１２ａ上に設けた出力端子を介し高周波出力信号として出力される。
The high-frequency signal input through the input terminal provided on the
上述した動作においてキャリア増幅器２ａで発生した熱は、基板１２ａを介してキャリア増幅器２ａの放熱フィン１４に伝達されて放熱される。また、ピーク増幅器２ｂで発生した熱は、筐体１５の側面を介して放熱される。
The heat generated in the
この構成において、放熱フィン１４によるキャリア増幅器２ａの放熱効果が十分であれば、筐体１５の側面に配置したピーク増幅器２ｂとの熱的なアイソレーションがとれ、ピーク増幅器２ｂがキャリア増幅器２ａからの熱の影響を受けにくい。また、ピーク増幅器２ｂは、キャリア増幅器２ａと比べて格段に発熱量が小さいので、筐体１５の側面に配置しても放熱効果は十分である。
In this configuration, if the heat radiation effect of the
以上のように、この実施の形態２によれば、キャリア増幅器２ａを搭載した基板１２ａを被覆する筐体１５を備え、基板１２ａに搭載された増幅器２ａより発熱量の小さいピーク増幅器２ｂを筐体１５内の側面に搭載したので、並列合成された増幅器２ａ，２ｂ間の発熱量の違いに起因する電気特性の変化を防止できる。
As described above, according to the second embodiment, the
また、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂとの間を物理的に離すのに別基板を用意することなく、筐体１５の側面を利用したので、並列合成増幅器１Ｄ全体を小型化することが可能である。
Further, since the side surface of the
なお、上記実施の形態２では、図５において、キャリア増幅器２ａを実装する基板１２ａに放熱フィン１４を取り付けた場合を示したが、上記実施の形態１と同様に他の放熱板を介して放熱フィン１４を取り付けるようにしてもよい。
In the second embodiment, the case where the
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図６において、筐体１５Ａの壁面を透明に記載して筐体１５Ａ内の構成を視認できるようにしている。実施の形態３による並列合成増幅器１Ｅは、上記実施の形態１と同様に、合分配器を介してキャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂが並列に接続される。なお、図６では、合分配器の記載を省略している。
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a parallel synthesis amplifier according to
キャリア増幅器２ａ及び合分配器（図６では記載省略）が基板１２ａに配置され、基板１２ａを被覆する筐体１５Ａ（パッケージも含むものとする）内に設けた中間層１６にピーク増幅器２ｂ及び合分配器（図６では記載省略）が配置される。基板１２ａには放熱フィン１４が設けられる。また、上記実施の形態１と同様に、並列に接続された増幅器２ａ，２ｂのうち、キャリア増幅器２ａは、ピーク増幅器２ｂよりも発熱量が大きい。
The
キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂは、ＲＦケーブル１７ａを介して入力側が互いに電気的に接続されており、ＲＦケーブル１７ｂを介して出力側が互いに電気的に接続されている。ＲＦケーブル１７ａ，１７ｂにより、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂが並列合成される。
The
中間層（中間層部）１６上に設けた入力端子を介して入力された高周波信号は、不図示の合分配器（ピーク増幅器２ｂの入力に接続する合分配器）で増幅器２ａ，２ｂに分配され、増幅器２ａ，２ｂで電力増幅された後に不図示の合分配器（キャリア増幅器２ａの出力に接続する合分配器）で合成され、基板１２ａ上に設けた出力端子を介し高周波出力信号として出力される。
A high-frequency signal input via an input terminal provided on the intermediate layer (intermediate layer part) 16 is distributed to
上述した動作においてキャリア増幅器２ａで発生した熱は、基板１２ａを介してキャリア増幅器２ａの放熱フィン１４に伝達されて放熱される。また、ピーク増幅器２ｂで発生した熱は、中間層１６を介して放熱される。
The heat generated in the
この構成において、放熱フィン１４によるキャリア増幅器２ａの放熱効果が十分であれば、中間層１６に配置したピーク増幅器２ｂとの熱的なアイソレーションがとれ、ピーク増幅器２ｂがキャリア増幅器２ａからの熱の影響を受けにくい。また、ピーク増幅器２ｂは、キャリア増幅器２ａと比べて格段に発熱量が小さいので、中間層１６に配置しても放熱効果は十分である。
In this configuration, if the heat radiation effect of the
なお、中間層１６は、多層基板を用いて実現することができる。例えば、多層基板中の異なる層に増幅器２ａ，２ｂをそれぞれ配置する。この場合、ＲＦケーブル１７ａ，１７ｂの代わりに、ヴィアホールでキャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂを並列合成することにより、並列合成増幅器１Ｅをさらに小型化できる。
The
また、多層基板をセラミック又はＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）によって形成することで、ドハティ型増幅器（増幅器を配置した基板１２ａと中間層１６部分）とパッケージ（筐体１５Ａ）とを一体化でき、さらなる小型化が可能である。
Also, by forming the multilayer substrate from ceramic or LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics), the Doherty amplifier (the
以上のように、この実施の形態３によれば、キャリア増幅器２ａを搭載した基板１２ａを被覆する筐体１５Ｂと、筐体１５Ｂ内を上下に仕切る中間層１６とを備え、基板１２ａに搭載されたキャリア増幅器２ａより発熱量の小さいピーク増幅器２ｂを中間層１６に搭載したので、並列合成された増幅器２ａ，２ｂ間の発熱量の違いに起因する電気特性の変化を防止できる。
As described above, according to the third embodiment, the
また、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂとの間を物理的に離すのに別基板を同一平面上に配置することなく、筐体１５Ａ内の中間層１６を利用したので、並列合成増幅器１Ｅ全体を小型化することが可能である。
Further, since the
さらに、この実施の形態３によれば、基板１２ａとピーク増幅器２ｂを搭載する中間層１６とを多層基板の異なる層に形成することにより、並列合成増幅器１Ｅをさらに小型化することができる。
Furthermore, according to the third embodiment, the
なお、上記実施の形態３では、図６において、キャリア増幅器２ａを実装する基板１２ａに放熱フィン１４を取り付けた場合を示したが、上記実施の形態１と同様に他の放熱板を介して放熱フィン１４を取り付けるようにしてもよい。
In the third embodiment, the case where the
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図７において、筐体１５Ｂの壁面を透明に記載して筐体１５Ｂ内の構成を視認できるようにしている。実施の形態４による並列合成増幅器１Ｆは、上記実施の形態１と同様に、合分配器を介してキャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂが並列に接続される。なお、図７では、合分配器の記載を省略している。
FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of a parallel synthesis amplifier according to
キャリア増幅器２ａ及び合分配器（図７では記載省略）が基板１２ａに配置され、基板１２ａを被覆する筐体１５Ｂ（パッケージも含むものとする）の蓋部１８の裏面にピーク増幅器２ｂ及び合分配器（図７では記載省略）を一体形成している（図７中に破線で示す）。基板１２ａには、放熱フィン１４が設けられる。また、上記実施の形態１と同様に、並列に接続された増幅器２ａ，２ｂのうち、キャリア増幅器２ａは、ピーク増幅器２ｂよりも発熱量が大きい。
The
キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂは、上記実施の形態３と同様に、ＲＦケーブル１７ａを介して入力側が互いに電気的に接続されており、ＲＦケーブル１７ｂを介して出力側が互いに電気的に接続されている。ＲＦケーブル１７ａ，１７ｂにより、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂが並列合成される。
Similarly to the third embodiment, the
蓋部１８の裏面に設けた入力端子を介して入力された高周波信号は、不図示の合分配器（ピーク増幅器２ｂの入力に接続する合分配器）で増幅器２ａ，２ｂに分配され、増幅器２ａ，２ｂで電力増幅された後に不図示の合分配器（キャリア増幅器２ａの出力に接続する合分配器）で合成され、基板１２ａ上に設けた出力端子を介し高周波出力信号として出力される。
The high-frequency signal input through the input terminal provided on the back surface of the
上述した動作においてキャリア増幅器２ａで発生した熱は、基板１２ａを介してキャリア増幅器２ａの放熱フィン１４に伝達されて放熱される。また、ピーク増幅器２ｂで発生した熱は、蓋部１８を介して放熱される。
The heat generated in the
この構成において、放熱フィン１４によるキャリア増幅器２ａの放熱効果が十分であれば、蓋部１８の裏面に配置したピーク増幅器２ｂとの熱的なアイソレーションがとれ、ピーク増幅器２ｂがキャリア増幅器２ａからの熱の影響を受けにくい。また、ピーク増幅器２ｂは、キャリア増幅器２ａと比べて格段に発熱量が小さいので、蓋部１８の裏面に配置しても放熱効果は十分である。
In this configuration, if the heat radiation effect of the
以上のように、この実施の形態４によれば、キャリア増幅器２ａを搭載した基板１２ａを被覆する筐体１５Ｂを備え、基板１２ａに搭載された増幅器２ａより発熱量の小さいピーク増幅器２ｂを筐体１５Ｂ内の上面（蓋部１８の裏面）に搭載したので、並列合成された増幅器２ａ，２ｂ間の発熱量の違いに起因する電気特性の変化を防止できる。
As described above, according to the fourth embodiment, the
また、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂとの間を物理的に離すのに別基板を同一平面上に配置することなく、蓋部１８の裏面を利用したので、上記実施の形態３の構成よりも増幅器全体を小型化することが可能である。ただし、ＲＦ信号の放射の影響を無くすことはできない。
Further, since the back surface of the
なお、上記実施の形態４では、図７において、キャリア増幅器２ａを実装する基板１２ａに放熱フィン１４を取り付けた場合を示したが、上記実施の形態１と同様に他の放熱板を介して放熱フィン１４を取り付けるようにしてもよい。
In the fourth embodiment, the case where the
実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図８において、筐体１５Ｂの壁面を透明に記載して筐体１５Ｂ内の構成を視認できるようにしている。実施の形態５による並列合成増幅器１Ｇは、上記実施の形態１と同様に、合分配器を介してキャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂが並列に接続される。なお、図８では、合分配器の記載を省略している。
FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of a parallel synthesis amplifier according to
上記実施の形態４と同様に、キャリア増幅器２ａ及び合分配器（図８では記載省略）が基板１２ａに配置され、基板１２ａを被覆する筐体１５Ｂ（パッケージも含むものとする）の蓋部１８の裏面にピーク増幅器２ｂ及び合分配器（図８では記載省略）を一体形成している（図８中に破線で示す）。基板１２ａには、放熱フィン１４が設けられる。また、上記実施の形態１と同様に、並列に接続された増幅器２ａ，２ｂのうち、キャリア増幅器２ａは、ピーク増幅器２ｂよりも発熱量が大きい。
As in the fourth embodiment, the
また、図８に示すように、筐体１５Ｂ内には、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂのＲＦ的なアイソレーションをとる仕切り板１９が設けられている。キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂは、仕切り板１９を貫通するＲＦケーブル１７ａを介して入力側が互いに電気的に接続されており、仕切り板１９を貫通するＲＦケーブル１７ｂを介して出力側が互いに電気的に接続されている。ＲＦケーブル１７ａ，１７ｂにより、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂが並列合成される。
Further, as shown in FIG. 8, a
蓋部１８の裏面に設けた入力端子を介して入力された高周波信号は、上記実施の形態４と同様に、不図示の合分配器（ピーク増幅器２ｂの入力に接続する合分配器）で増幅器２ａ，２ｂに分配され、増幅器２ａ，２ｂで電力増幅された後に不図示の合分配器（キャリア増幅器２ａの出力に接続する合分配器）で合成され、基板１２ａ上に設けた出力端子を介し高周波出力信号として出力される。
The high-frequency signal input through the input terminal provided on the back surface of the
上述した動作においてキャリア増幅器２ａで発生した熱は、基板１２ａを介してキャリア増幅器２ａの放熱フィン１４に伝達されて放熱される。また、ピーク増幅器２ｂで発生した熱は、蓋部１８を介して放熱される。
The heat generated in the
この構成では、放熱フィン１４によるキャリア増幅器２ａの放熱効果が十分であれば、蓋部１８の裏面に配置したピーク増幅器２ｂとの熱的なアイソレーションがとれ、ピーク増幅器２ｂがキャリア増幅器２ａからの熱の影響を受けにくい。また、ピーク増幅器２ｂは、キャリア増幅器２ａと比べて発熱量が小さいので、蓋部１８の裏面に配置しても放熱効果は十分である。
In this configuration, if the heat radiation effect of the
また、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂのＲＦ的なアイソレーションをとる仕切り板１９によって、上記実施の形態４の構成と異なり、増幅器２ａ，２ｂ間でのＲＦ信号の放射による影響を抑制することができる。
Unlike the configuration of the fourth embodiment, the
図９は、実施の形態５による並列合成増幅器の他の構成を示す斜視図であり、図８中の蓋部１８に金属製の放熱板２０を取り付けた場合を示している。並列合成増幅器１Ｈは、高出力化に応じてピーク増幅器２ｂの発熱量が上がることに対応するための構造を有している。つまり、熱伝導のよい金属製の放熱板２０を蓋部１８に取り付けることによって、ピーク増幅器２ｂで発生した熱が、蓋部１８を介して放熱板２０に伝達され放熱される。
FIG. 9 is a perspective view showing another configuration of the parallel synthesis amplifier according to the fifth embodiment, and shows a case where a metal
このように構成することで、各増幅器２ａ，２ｂの発熱量に差が無い場合であっても、増幅器２ａ，２ｂ間の熱的なアイソレーションをとることが可能になる上、ＲＦ的なアイソレーションもとることができる。
With this configuration, it is possible to obtain thermal isolation between the
以上のように、この実施の形態５によれば、キャリア増幅器２ａを搭載した基板１２ａを被覆する筐体１５Ｂを備え、基板１２ａに搭載された増幅器２ａより発熱量の小さいピーク増幅器２ｂを筐体１５Ｂ内の上面（蓋部１８の裏面）に搭載するとともに、筐体１５Ｂ内を上下に仕切り、基板１２ａに搭載されたキャリア増幅器２ａと筐体１５Ｂ内の上面に搭載されたピーク増幅器２ｂとを高周波的に分離する仕切り板１９を設けたので、仕切り板１９によりキャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂのＲＦ的なアイソレーションをとりつつ、並列合成された増幅器２ａ，２ｂ間の発熱量の違いに起因する電気特性の変化を防止できる。
As described above, according to the fifth embodiment, the
また、キャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂとの間を物理的に離すのに別基板を同一平面上に配置することなく、蓋部１８の裏面を利用したので、上記実施の形態３の構成よりも増幅器全体を小型化することが可能である。
Further, since the back surface of the
さらに、この実施の形態５によれば、筐体１５の上部（蓋部１８の表面（外上面））に放熱板２０を設けたので、仕切り板１９によってキャリア増幅器２ａとピーク増幅器２ｂのＲＦ的及び熱的なアイソレーションをとりつつ、放熱板２０により増幅器２ｂの放熱効果を高めることが可能である。
Furthermore, according to the fifth embodiment, since the
さらに、上記実施の形態５では、図９及び図１０において、キャリア増幅器２ａを実装する基板１２ａに放熱フィン１４を取り付けた場合を示したが、上記実施の形態１と同様に他の放熱板を介して放熱フィン１４を取り付けるようにしてもよい。
Further, in the fifth embodiment, the case where the
なお、上記実施の形態１〜５では、１個のキャリア増幅器と１個のピーク増幅器とで構成される２ＷＡＹドハティ型増幅器を示したが、この構成に限定されるものではない。
例えば、１個のキャリア増幅器とｎ（ｎは２以上の整数）個のピーク増幅器とからなるｎＷＡＹドハティ型増幅器においても、上記実施の形態１〜５の概念を適用することにより、発熱量の異なる増幅器間の熱的なアイソレーションをとることができる。
ただし、ｎＷＡＹドハティ型増幅器では、キャリア増幅器の消費電力とピーク増幅器の消費電力の差が２ＷＡＹドハティ型増幅器に比べて小さいため、熱的なアイソレーションをとることにより得られる効果は小さくなる。
In the first to fifth embodiments, the 2-way Doherty amplifier including one carrier amplifier and one peak amplifier is shown, but the present invention is not limited to this configuration.
For example, even in an nWAY Doherty amplifier including one carrier amplifier and n (n is an integer of 2 or more) peak amplifiers, the amount of heat generated differs by applying the concept of the first to fifth embodiments. Thermal isolation between amplifiers can be obtained.
However, since the difference between the power consumption of the carrier amplifier and the power consumption of the peak amplifier is smaller in the nWAY Doherty amplifier than in the 2WAY Doherty amplifier, the effect obtained by taking thermal isolation is reduced.
１，１Ａ〜１Ｈ 並列合成増幅器、２ａ キャリア増幅器、２ｂ ピーク増幅器、３，４，８，９，１２ａ 基板、５，５ａ，６，１０，１１，１２，２０ 放熱板、７ａ，７ｂ 合分配器、１３ キャビティ（孔部）、１４ 放熱フィン、１５，１５Ａ，１５Ｂ 筐体、１６ 中間層（中間層部）、１７ａ，１７ｂ ＲＦケーブル、１８ 蓋部（筐体の上面）、１９ 仕切り板。 1, 1A to 1H Parallel synthesis amplifier, 2a carrier amplifier, 2b peak amplifier, 3, 4, 8, 9, 12a substrate, 5, 5a, 6, 10, 11, 12, 20 heat sink, 7a, 7b coupler , 13 Cavity (hole), 14 Radiation fin, 15, 15A, 15B Housing, 16 Intermediate layer (intermediate layer), 17a, 17b RF cable, 18 Lid (upper surface of the housing), 19 Partition plate.
Claims (10)
前記増幅器を搭載した基板および前記基板の増幅器搭載面の裏面に設けた放熱板を、前記増幅器ごとに分離したことを特徴とする並列合成増幅器。 In a parallel synthesis amplifier that combines multiple amplifiers with different calorific values in parallel,
A parallel synthesis amplifier, wherein a substrate on which the amplifier is mounted and a heat sink provided on the back surface of the amplifier mounting surface of the substrate are separated for each of the amplifiers.
前記増幅器を搭載した基板の裏面に設けた放熱板を、前記増幅器ごとに分離したことを特徴とする並列合成増幅器。 In a parallel synthesis amplifier that synthesizes multiple amplifiers with different calorific values in parallel,
A parallel synthesis amplifier, wherein a heat sink provided on a back surface of a substrate on which the amplifier is mounted is separated for each amplifier.
前記増幅器を搭載する基板と、
前記基板の増幅器搭載面の裏面に設けた放熱板とを備え、
発熱量の異なる増幅器間を分離する孔部を前記放熱板に形成したことを特徴とする並列合成増幅器。 In a parallel synthesis amplifier that synthesizes multiple amplifiers with different calorific values in parallel,
A substrate on which the amplifier is mounted;
A heat sink provided on the back surface of the amplifier mounting surface of the substrate,
A parallel synthesis amplifier, wherein a hole for separating amplifiers having different calorific values is formed in the heat radiating plate.
前記増幅器を搭載した基板を被覆する筐体を備え、
前記基板に搭載された増幅器より発熱量の小さい増幅器を前記筐体内の側面若しくは上面に搭載したことを特徴とする並列合成増幅器。 In a parallel synthesis amplifier that synthesizes multiple amplifiers with different calorific values in parallel,
A housing that covers a substrate on which the amplifier is mounted;
A parallel synthesis amplifier characterized in that an amplifier having a smaller calorific value than that of an amplifier mounted on the substrate is mounted on a side surface or an upper surface of the housing.
前記増幅器を搭載した基板を被覆する筐体と、
前記筐体内を上下に仕切る中間層部とを備え、
前記基板に搭載された増幅器より発熱量の小さい増幅器を前記中間層部に搭載したことを特徴とする並列合成増幅器。 In a parallel synthesis amplifier that synthesizes multiple amplifiers with different calorific values in parallel,
A casing covering a substrate on which the amplifier is mounted;
An intermediate layer portion that divides the inside of the housing vertically,
A parallel synthesis amplifier characterized in that an amplifier having a calorific value smaller than that of the amplifier mounted on the substrate is mounted on the intermediate layer portion.
増幅器を搭載する基板と当該増幅器より発熱量の小さい増幅器を搭載する中間層部とを前記多層基板の異なる層に形成したことを特徴とする請求項７記載の並列合成増幅器。 Equipped with a multilayer substrate,
8. The parallel synthesis amplifier according to claim 7, wherein the substrate on which the amplifier is mounted and the intermediate layer portion on which the amplifier having a smaller calorific value than that of the amplifier is formed in different layers of the multilayer substrate.
Priority Applications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012028880A (en) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | Doherty amplifier and semiconductor device |
| JP2019176282A (en) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 住友電気工業株式会社 | Amplifier and Doherty amplifier circuit |
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2008
- 2008-04-30 JP JP2008118838A patent/JP2009272679A/en active Pending
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